催化裂化优化讲座

（2）产品分布的灵活ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ应性
自本世纪初以来，国内对燃料结构的要求，经历了几次较大的变化， 从追求液化气和丙烯，到增产柴油、追求炼油企业乃至催化裂化装置 的柴汽比，到今天的限产柴油、增产汽油，同时不同地域、不同时期 ，对产品分布的要求也大有不同。这就要求作为主要的燃料和轻质烯 烃生产装置的催化裂化装置，具有在一定范围内灵活的市场应变能力 ，对设计和生产操作、管理等方面都提出了更高的要求。
（5）长周期稳定安全运行的要求
催化裂化装置安全稳定和长周期运行是最大的效益基点。因 原料重质化、劣质化带来的各方面隐患，很长时间内都在困扰着 催化裂化装置的安全稳定长周期运行。虽然近来因原料适度优化 ，这方面的难度有所降低，但在一定程度上仍然是设计、生产、 管理等各方面的工作重点。
综上所述，催化裂化装置的优化，将主要围绕着上述五个方 面进行。同时，因上述目标在某种程度上又有所矛盾，因此，优 化工作将主要集中在上述目标之中进行有效协调、寻优。
（3）产品质量方面的压力与新课题
催化裂化装置主要目的产品汽油面临的质量压力主要是烯烃和硫含 量。硫含量通过催化裂化技术本身可以得到一定程度的控制，但本 质上还是决定于原料性质，从根本上降低产品调和汽油的硫含量还 是需要通过相关的配套技术（如S-ZORB、汽油选择性加氢、 CDTECH等）来加以解决。而催化汽油中的烯烃含量近几年以来一 直是困扰催化裂化产品质量升级的主要矛盾之一，而降低催化汽油 烯烃含量的有效且经济的措施主要集中在催化裂化装置本身，围绕 着这一课题，近来各有关科研单位、大学所开发的诸多降低催化汽 油烯烃的技术都取得了较为满意的进步，不同的技术，其适应性和 对催化裂化生产效果也构成了不同的影响，因此，需要在各种技术 的选取中充分考虑各方面的因素。
催化裂化优化讲座
催化裂化优化讲座
概述 催化裂化优化的内容和目标 催化裂化的主要变量 工艺计算 装置结构与原料、安全、产品分布、能耗、物耗的关系 现有装置的定性分析与定量优化
（1）原料的适应性
上世纪九十年代，国内催化裂化装置主要面临的课题是原料的重质化、 劣质化趋势，以及在此趋势下追求良好的产品分布与安全稳定长周期运 行。为此开发了大量的新工艺、新技术和新设备，这其中包括各种类型 的高效进料雾化喷嘴、提升管快分、提升管反应环境的优化技术、各种 形式的内、外取热技术、适应不同原料和再生要求的再生技术等。随着 本世纪初环境保护呼声日益高涨的客观要求，对炼化企业的燃料产品的 质量控制日趋严格，目标瞄准在当今国际上严格的欧洲燃料标准，对炼 油厂的主要燃料生产装置催化裂化的产品性质及其生产过程中的环境污 染尤其是大气污染提出了更为苛刻的要求，客观上促进了催化裂化原料 的适当优质化，这集中表现在新建的大型炼化企业中，通过加工总流程 的匹配（如配置一定规模的焦化装置）和催化裂化原料经加氢预处理加 以改质，大大改善了催化裂化装置的原料性质。
三、催化裂化的主要变量
催化裂化工艺过程的操作变量可分为独立操作变量和非独立操 作变量。独立操作变量是在一定范围内可以直接调节的变量，如反应 温度、反应压力、反应时间和空速、进料预热温度、再生压力、有独 立取热系统控制的再生温度、催化剂活性等。非独立变量指的是由于 独立操作变量的变化而随之改变的变量，包括剂油比、没有取热系统 控制的再生温度、转化率和主风流量等。各操作变量之间既互相影响 又互相制约。
（4）可持续发展与催化裂化节能降耗
催化裂化一直是炼油厂的耗能大户，同时也是产能大户。催化裂 化反应生成的焦炭，占据了催化裂化装置能耗乃至全厂能耗的很 大一部份，其公用工程消耗也很大，同时，由于催化副产的燃料 瓦斯和再生过剩热产生的蒸汽较大，对全厂的动力平衡影响巨大 。因此，优化催化裂化的用能与产能，尽量降低装置能耗，对提 高催化裂化装置和全厂经济效益，是十分有益的，这也是近年来 催化裂化装置技术进步的主要课题之一。
１．反应温度
改变反应温度，在工业装置上大多体现出如下趋势： （1）在一定范围内，提高反应温度，焦炭产率会有所下降，但实际运 行装置，温度提高到一定幅度后，会因剂油比的增加，使剂油比焦的增 加超过裂化反应生成焦的降低速度，使生焦率有所上升。 （2）提高反应温度，干气和液化气总气体收率明显增加，其中轻质烯烃 C3=、C4=增加较快，表现为裂化反应速度的增加超过了氢转移的反应速 度的增加，但超过一定幅度后，则H2+CH4急剧增加，显示热裂化和过裂 化速度增加较快。 （3）降低反应温度、活性控制适当低，降低单程转化率，可以增加柴油 收率和总的轻质油收率，柴油的十六烷值较高、汽油安定性较好。 （4）提高反应温度，可以提高汽油辛烷值，超过一定幅度，使汽油的裂 化速度超过生成速度导致汽油收率下降，根据不同的炼厂的实际情况（ 催化汽油调和的辛烷值低限指标）来确定适宜的反应温度，以达到辛烷 值×产量的最高值，以使经济效益最佳。
（1）原料的适应性
但是，必须清醒地认识到，随着对进口原油的依存度的提高，我国在国 际石油产地争取较大规模的经济油种的努力受到多方面因素的限制，不 可能象美国等西方发达国家在主要石油产地长期经营得到的大宗便宜的 份额油，我们主要的原油资源大多来自于国际期货和现货市场，因此原 油的价格、性质等主要经济指标很难做到稳定优化，这为我国炼油厂的 加工总流程的优化配置增加了困难，同时国内燃料市场的瞬息万变，客 观上要求我国的催化裂化在新时期转变设计、生产模式，向优化、精细 化、定向化方面努力的同时，仍然要保持与国外催化裂化装置显著不同 的技术路线和设计思路，即适当宽泛的原料性质、加工负荷与产品方案 的灵活性。
催化裂化的独立操作变量和非独立操作变量，都直接或间接地 影响到催化裂化的三大平衡——物料平衡、能量平衡和压力平衡，在 三大平衡稳定的限制范围内，在上述变量之间寻找一定范围内的最优 条件，就是催化裂化优化的任务。
需要指出的是，所谓独立操作变量和非独立操作变量，是在催 化裂化工艺中经过理论分析判断出的变量分类，在工业化装置的运行 过程中，各个操作变量互相影响、共同作用，诸多工艺参数的测量大 多是多个操作变量互相影响的综合结果，很难定量给出单独参数的影 响效果评价。
（一）独立操作变量
１．反应温度 ２．反应压力 ３．空速与反应时间 ４．原料预热温度 ５．再生温度（有取热设施） 6．催化剂活性
１．反应温度
一些文献介绍了反应温度对产品收率和选择性的影响，但大多是基于等 转化率“假定条件”下的实验结果，实际工业运行中，反应温度的改变 ，会直接影响到转化率的变化，同时会带动其它操作变量的变化而起到 “综合效果”，因此，在实际运转中较难定量验证这些影响效果。